Una discesa agli inferi. Possiamo immaginarlo così il tragitto attraverso l’atmosfera di Venere che dovrà affrontare la sonda sferica di un metro di diametro a bordo della missione della Nasa DaVinci (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging), una volta separata dall’orbiter principale. In una sua versione ingegneristica che riproduce esattamente quella vera – dimensioni di una palla da yoga e armatura in titanio – l’audace sonda ha superato la prova di resistenza al calore: sei cicli termici che simulano, per durata e temperatura, il tuffo nell’atmosfera di Venere.
Foto del modello ingegneristico della sonda di discesa della missione DaVinci della Nasa, durante i test di resistenza al calore presso la Rex Heat Treat di Bedford. Crediti: Nasa/Mike Guinto
I test si sono svolti dal 28 agosto al 10 settembre in un forno presso la Rex Heat Treat di Bedford, in Pennsylvania – una delle poche strutture in grado di raggiungere temperature simili a quelle di Venere con la rapidità a cui sarà sottoposta la sonda. Il modello è stato inserito in una camera rivestita di ceramica, con pareti annerite dal calore, e la temperatura è stata portata a 465 °C nell’arco di circa un’ora: la stessa velocità con cui la sonda si riscalderà durante la discesa verso la superficie di Venere. Il processo di cicli termici è stato poi ripetuto altre cinque volte. Il modello ingegneristico ha superato ogni ciclo senza riportare danni, dimostrando che la sonda è in grado di resistere a temperature estreme e di proteggere i suoi delicati strumenti scientifici mentre attraversa l’atmosfera di Venere. Durante i test, l’hardware che simulava gli strumenti è stato monitorato attentamente tramite oltre cento sensori termici.
«L’esperimento è stato un grande successo, con sei cicli fino alla temperatura della superficie di Venere, seguendo la nostra tempistica di discesa di 55-60 minuti e con tutta la strumentazione interna», dice Jim Garvin, principal investigator di DaVinci al Goddard Space Flight Center della Nasa a Greenbelt, nel Maryland. «Negli Stati Uniti non era mai stata effettuata, dalla metà degli anni Settanta, una valutazione così completa dell’hardware di un veicolo spaziale a temperature venusiane».
Quando la sonda DaVinci (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) della Nasa scenderà nell’atmosfera di Venere, raggiungerà una temperatura di 465 gradi Celsius in meno di un’ora. Per assicurarsi che la sonda riesca a resistere a tale calore, gli ingegneri hanno simulato la missione sei volte in un forno presso la Rex Heat Treat di Bedford, in Pennsylvania.
Crediti: Nasa/Mike Guinto
Durante la discesa, mentre attraverserà l’atmosfera tossica di Venere, la sonda raccoglierà dati chimici per analizzare la composizione dei gas dell’atmosfera venusiana, determinando da quali molecole sono costituiti e studiando anche la struttura e la stratificazione. Scatterà inoltre le immagini a più alta risoluzione mai ottenute della superficie di Venere e dei suoi rilievi, che gli scienziati utilizzeranno per realizzare una mappa tridimensionale della regione di atterraggio, e attraverso il suo sistema radio si manterrà in contatto e invierà dati alla sonda madre che orbiterà a circa novemila chilometri di quota.
«È una sfida ingegneristica enorme, considerata l’estrema durezza dell’ambiente venusiano», aggiunge Kristen Brown, probe manager di DaVinci presso il Goddard Space Flight Center della Nasa. «Abbiamo dovuto creare un sistema in grado di proteggere gli strumenti dal calore opprimente del pianeta, consentendo al tempo stesso strategicamente ai suoi gas ad alta temperatura di entrare nella sonda per essere studiati attraverso speciali aperture di ingresso».
Questo test termico fa seguito a una campagna condotta all’inizio dell’estate per dimostrare il corretto funzionamento del sistema di imaging della sonda. Attualmente la missione sta lavorando per ottenere l’approvazione per passare alla fase finale di progettazione e fabbricazione.